Криогенные насосы| Проектирование, установка и обслуживание
Предисловие
С развитием химической промышленности, в частности, с ростом угольной химической промышленности в качестве замены нефти в последние годы, оборудование для разделения воздуха имеет тенденцию к более крупным масштабам, более высоким уровням давления газового продукта, большему количеству жидких продуктов, более высокой чистоте продукта, более низким эксплуатационным расходам и стабильной и надежной работе оборудования. В процессах разделения воздуха, внутренней компрессии и процессах производства аргона без водорода обычно используются насосы криогенной жидкости (далее именуемые насосами криогенной жидкости) в качестве технологических насосов и производственных насосов. Насосы криогенной жидкости играют решающую роль в процессах разделения воздуха, и их рабочее состояние напрямую влияет на то, сможет ли весь процесс разделения воздуха соответствовать проектным целям.
Являясь ведущим поставщиком криогенного газового оборудования,Zoiun Fluid & Gas Equipment Co., Ltd.накопил большой опыт в проектировании и применении насосов для криогенных жидкостей. В настоящее время мы поставляем оборудование, которое соответствует международным стандартам для обеспечения эффективной и стабильной работы. Из-за технологического разрыва между отечественной и зарубежной продукцией отечественные насосы для криогенных жидкостей обычно используются в приложениях с высоким давлением, низким расходом или низким расходом, высоким давлением, тогда как воздухоразделительные установки с производительностью более 20,000 Нм³/ч часто используют зарубежные марки насосов для криогенных жидкостей.
Распространенные иностранные бренды включают CRYOSTAR, CRYOMEC и ACD. Криогенные жидкостные насосы обычно классифицируются на вертикальные и горизонтальные насосы в зависимости от их конструкции. Горизонтальные насосы в основном используются для жидкостей с небольшим расходом, таких как аргоновые насосы, кислородные насосы в небольших воздухоразделительных установках и заправочные насосы. Вертикальные криогенные жидкостные насосы в основном используются в воздухоразделительных установках внутреннего сжатия с относительно большими расходами, таких как большие насосы для процесса разделения воздуха. В этой статье основное внимание будет уделено вертикальным насосам.
Проектирование насосов для криогенных жидкостей
Принципы проектирования
>Процессы разделения воздуха включают насосы жидкого кислорода, насосы жидкого аргона, насосы жидкого азота и иногда насосы для заполнения, все они спроектированы с одним в работе и одним в резерве. Для простоты установки, обслуживания и безопасности каждый насос для жидкости изготавливается с отдельным холодным ящиком, размещенным снаружи основного холодного ящика блока разделения воздуха. Для облегчения обслуживания используется перегородка для разделения двух насосов с панелью из Q235B и усиленной секциями в соответствующих местах. В процессе проектирования и производства,Zoiun Fluid & Gas Equipment Co., Ltd.обеспечивает прочность конструкции, при этом полностью учитывая удобство эксплуатации и обслуживания.
>CRYOSTAR использует фланцевую конструкцию для верхней опоры своих насосов. Научно-исследовательский институт группы по разделению воздуха Kaifeng использует стальную пластину толщиной 30 мм для открытия отверстия в верхней части небольшого холодного ящика, в то время как ACD обычно делает отдельную опору для соответствия структурным требованиям. Опоры оборудования и опоры труб, используемые во внутреннем ящике, изготовлены из нержавеющей стали для обеспечения прочности материала в криогенных средах. Эластичная лента PTFE используется в качестве подушки на соединении между криогенным трубопроводом и опорой трубы. Использование опоры с отверстием из стальной пластины толщиной 30 мм может лучше герметизировать холодный ящик насоса, предотвращая теплообмен между внешним влажным воздухом и воздухом внутри холодного ящика, тем самым улучшая изоляционный эффект холодного ящика.ЗоюнИнженеры также приняли аналогичные меры при проектировании холодильных камер, чтобы обеспечить стабильную работу нашего оборудования при экстремально низких температурах.
>Линия отвода жидкости на входе насоса должна быть выведена из верхней части трубопровода. Поскольку трубопровод нагревательного газа насоса установлен на выходном трубопроводе насоса, необходимо установить фильтр. Трубопровод нагревательного газа насоса также должен быть выведен из верхней части трубопровода. Опоры для входного и выходного трубопроводов насоса должны выдерживать нагрузку, вызванную сжатием трубопроводов внутри холодного ящика, и соответствовать требованиям производителя насосов к опорам.ЗоюнОсобое внимание при проектировании оборудования уделяется рациональности компоновки трубопроводов для обеспечения устойчивости работы оборудования в различных условиях эксплуатации.
>После впускного клапана насоса добавляется предохранительный клапан, при этом уровень давления изменяется до 5 бар изб. (1 бар=10^5 Па).
>Для насоса необходимо установить возвратный газопровод, который может быть напрямую проветрен или возвращен в холодный ящик. При возврате в холодный ящик возвратный газопровод должен всегда иметь восходящий уклон. На многих объектах не соблюдаются чертежи при конфигурации трубопровода, в результате чего насос криогенной жидкости не запускается нормально, даже образуя жидкостное уплотнение. В последние годы возврат испаренного газообразного продукта в дистилляционную колонну для снижения отходов продукта и повышения скорости извлечения стал обычной практикой. Решения, предоставляемыеЗоюнВнимательно продумайте конструкцию возвратного газопровода, чтобы обеспечить плавный возврат газа и минимизировать отходы продукции.
>Давление источника уплотняющего газа насоса должно быть как минимум на 3 бар изб. выше давления на входе насоса, но не должно превышать 15 бар изб.
>Перед трубопроводом герметизирующего газа необходимо установить местный манометр.
>В помещении, где находится инвертор, необходимо установить кондиционер, поскольку температура рабочей среды инвертора должна быть ниже 40 градусов.
>Над насосом следует установить солнцезащитный козырек, чтобы предотвратить чрезмерное повышение температуры подшипников двигателя под воздействием прямых солнечных лучей.
>Корпус двигателя должен быть заземлен на месте, чтобы соответствовать требованиям заземления двигателя.
Монтаж насосов криогенной жидкости
Требования к установке
>Все клапаны, трубы и фитинги должны быть чистыми, сухими и без масла перед установкой. Если производитель уже обезжирил их и они не были загрязнены, обезжиривание не требуется во время установки. Если есть масляные загрязнения, обезжиривание необходимо. Процедура очистки и обезжиривания труб из алюминиевого сплава следующая: щелочная мойка → промывка чистой водой → пассивация азотной кислотой → промывка чистой водой → обезжиривание → промывка чистой водой. Перед обезжириванием необходимо удалить мусор и сор внутри трубопровода. Растворитель тетрахлорметан нельзя использовать в качестве обезжиривателя; вместо него следует использовать растворитель трихлорэтилен или перхлорэтилен.
>Холодные клапаны внутри криогенного жидкостного насоса должны быть установлены одновременно с соответствующими опорами. Шток клапана криогенного жидкостного клапана должен быть наклонен вверх на 10-15 градусов. При сварке трубы и корпуса клапана клапан должен быть сначала закрыт, и должны быть приняты меры по охлаждению, чтобы температура сварки не превышала требуемую температуру. При установке клапана направление стрелки на корпусе клапана должно совпадать с направлением потока жидкости, и следует обратить внимание на правильную установку клапана.
>Параллельное расстояние между нагревательной трубой и трубой с криогенной жидкостью или стенкой емкости с жидкостью должно быть не менее 300 мм, а расстояние пересечения должно быть не менее 200 мм.
>Расстояние между наружной стенкой трубопровода и внутренней стенкой стального каркаса холодильного контейнера должно быть: для трубопроводов криогенных жидкостей — не менее 400 мм, для трубопроводов криогенных газов — не менее 300 мм.
>При работе с алюминиевыми трубами нельзя использовать ржавые инструменты, следует использовать щетку из нержавеющей стали.
>Продольное отклонение уровня установки установленного насоса не должно превышать {{0}}.10/1000, а поперечное отклонение уровня установки не должно превышать 0,20/1000. Отклонение должно измеряться на входных и выходных фланцевых поверхностях насоса или других горизонтальных поверхностях.
>Все фиксированные соединения должны быть герметичными, а все индикаторные приборы, устройства безопасности и электрические устройства управления должны быть чувствительными, точными и надежными.
Процедуры ввода в эксплуатацию насосов для криогенных жидкостей
Процесс ввода в эксплуатацию
>Измерьте изоляцию двигателя, значение должно быть больше 100 МОм; в противном случае необходимо выявить и устранить причину.
> Откройте трубопровод перед фильтром уплотняющего газа, чтобы продуть трубопровод уплотняющего газа. Давление уплотняющего газа на месте должно быть 5-100 бар, а требуемая точка росы должна быть ниже -65 градусов. Отрегулируйте давление манометра уплотняющего газа: давление на входе должно быть 0.2 бар выше опорного давления, опорное давление должно быть 0.2 бар выше выходного давления, а давление продувочного газа промежуточного корпуса должно быть 0.2 бар.
>Закройте впускной и выпускной клапаны насоса, откройте впускной клапан подогрева и выпускной клапан для продувки корпуса насоса и соединительных трубопроводов и измерьте точку росы газа, выходящего из выпускного клапана продувки, которая должна быть ниже -65 градуса. Осушающая обработка улитки трубопровода должна проводиться в соответствии с требованиями технологического процесса.
>Ручное вращение должно быть легким.
>После того, как точка росы будет соответствовать требованиям, закройте входной клапан отопления, откройте выпускной клапан в трехклапанной группе на трубопроводе отопительного газа, откройте впускной клапан насоса, впускной и выпускной выпускные клапаны, обратный клапан корпуса насоса и выпускной клапан корпуса насоса и начните охлаждение насоса.
>Когда впускной и выпускной клапаны насоса выпускают жидкость, и время превышает 4 часа, ручное вращение должно быть легким. Проверьте правильность направления насоса (см. стрелку на крышке двигателя).
>Полностью откройте впускной и обратный клапаны насоса, убедитесь, что впускной и выпускной выпускные клапаны насоса, а также выпускной клапан корпуса насоса выпускают только жидкость, без газожидкостной смеси.
>Аналогично, в настоящее время ручное вращение должно быть простым.
>Закройте выпускной клапан насоса, постепенно закройте впускной клапан насоса и выпускной клапан корпуса насоса, запустите насос, постепенно увеличивайте скорость и закройте обратный клапан.
>При приближении к номинальной рабочей точке насоса закройте продувочный клапан на входе насоса (входной клапан насоса должен быть полностью открыт).
>Продолжайте увеличивать скорость и медленно закрывайте обратный клапан насоса (не закрывайте полностью обратный клапан насоса). Пока скорость насоса, выходное давление и расход не достигнут соответствующих значений, затем закройте выпускной клапан корпуса насоса.
>Рекомендуется открывать выпускной клапан насоса на 10 секунд или до тех пор, пока не начнет вытекать жидкость, каждые 4 часа, если насос не изолирован.
Меры предосторожности при ежедневной эксплуатации
Рекомендации по техническому обслуживанию
Если обнаружена кавитация, насос необходимо остановить и осмотреть, а затем перезапустить после повторного нагрева и охлаждения насоса. Признаки кавитации включают:
1. Колебание опорного давления на манометре уплотняющего газа насоса.
2. Нестабильное давление на выходе при неизменной скорости насоса и трубопроводной арматуре.
3. Постоянное снижение перепада давления между входом и выходом при отсутствии падения скорости насоса.
4. Давление на выходе не изменяется при увеличении скорости насоса и неизменном положении выпускного клапана.
5. Перепад давления не увеличивается при увеличении скорости насоса до 1000 об/мин во время запуска.
6. Слышен визжащий звук из корпуса насоса или значительная вибрация на месте.
7. Рекомендуется разобрать и очистить входной фильтр насоса примерно через неделю после первой эксплуатации.
8. Подшипники двигателя следует регулярно смазывать в соответствии с моделью двигателя, используя тот же тип используемой смазки, смешивание различных смазок не допускается.
9. Перед каждым запуском насоса следует выполнять ручное вращение, чтобы обеспечить плавное вращение без заклинивания.
10. Если рабочее колесо вращается, а давление за насосом равно 0 или насос ремонтируется, требуется повторный нагрев и продувка корпуса насоса и трубопроводов, а точка росы должна быть измерена ниже -65 градуса перед запуском.
Заключение
В этой статье обобщен опыт, связанный с проектированием, установкой, вводом в эксплуатацию и эксплуатацией насосов для криогенных жидкостей. Как техническая группаZoiun Fluid & Gas Equipment Co., Ltd., мы стремимся предоставлять нашим клиентам эффективное и стабильное оборудование для насосов криогенных жидкостей и постоянно накапливать опыт в практическом применении. Мы надеемся, что эти рекомендации помогут инженерно-техническому персоналу повысить эффективность и стабильность насосов криогенных жидкостей. Строгое соблюдение технических деталей и спецификаций в реальном проектировании окажет значительное влияние на долгосрочную эксплуатацию и производительность оборудования.
